- Instrumentos como el James Webb y ALMA permiten observar discos protoplanetarios y atmósferas de planetas en formación.
- Los entornos de formación, la química del gas y el polvo, y la evolución de los discos determinan el tipo y tamaño de los planetas.
- Las observaciones recientes muestran la rápida pérdida de gas, la importancia de las nubes y los mecanismos de acreción durante la formación.
En los últimos años, la formación planetaria se ha convertido en uno de los temas más investigados y fascinantes de la astronomía actual. Gracias al desarrollo de telescopios cada vez más sofisticados y a la colaboración internacional entre centros de investigación, los científicos logran observar en detalle las primeras etapas de la creación de planetas y los procesos en los discos de gas y polvo que los rodean. Estos avances permiten entender cómo surgen nuevos mundos e iluminan el origen de nuestro propio sistema solar, así como la diversidad de sistemas planetarios en la galaxia.
Utilizando instrumentos como el Telescopio Espacial James Webb (JWST) y el radiotelescopio ALMA en Chile, los equipos de investigación han conseguido imágenes y espectros de exoplanetas y discos protoplanetarios con una precisión inédita. Estos datos, combinados con simulaciones y estudios teóricos, están dando pasos de gigante en la reconstrucción de las fases por las que atraviesan las estrellas jóvenes y sus planetas en formación, además de analizar el papel del entorno y la composición química en el resultado final.
Observando planetas en pleno proceso de formación
Recientemente, el James Webb ha conseguido imágenes directas de exoplanetas jóvenes y masivos orbitando estrellas similares al Sol, como el sistema YSES-1. En este caso, se han observado dos planetas con masas superiores a la de Júpiter, ambos en distintas etapas evolutivas y a distancias muy superiores a las vistas en nuestro propio sistema. Uno de ellos, YSES-1c, presenta en su atmósfera una densa capa de nubes de silicato —partículas parecidas a la arena—, mientras que el otro, YSES-1b, está rodeado de un disco de polvo del que podrían formarse futuras lunas.
El hecho de detectar discos de material en planetas que ya no deberían tenerlos, según las teorías actuales, desafía las ideas previas sobre cómo y cuándo se forman los cuerpos planetarios. Además, estudiar la composición química y la distribución de estos materiales ayuda a comprender mejor el desarrollo de atmósferas, la retención de calor y el impacto de la juventud del planeta en las observaciones en el infrarrojo. Todo esto, según los investigadores, abre nuevas incógnitas y permite refinar los modelos sobre la formación y evolución de los sistemas planetarios.
La importancia de los discos y el entorno
El papel de los discos protoplanetarios —estructuras de gas y polvo que giran alrededor de estrellas jóvenes—, es fundamental en la generación de planetas. Investigaciones recientes han revelado que estos discos pueden presentar anillos, huecos y brazos espirales, que indican interacción con planetas en formación en su interior. Por ejemplo, el uso del Very Large Telescope (VLT) permitió observar un disco con brazos espirales que coinciden con las predicciones teóricas sobre la influencia gravitatoria de un planeta naciente. En algunos sistemas, además, se han detectado múltiples indicios de objetos planetarios internos modelando el material circundante.
Estas imágenes confirman que la estructura y complejidad del disco dependen tanto de factores internos (como la presencia de planetas) como del entorno externo, incluyendo la densidad y calidad del gas circundante. Un descubrimiento importante es que las estrellas y sus discos pueden seguir captando material de la nube parental incluso después de su formación, lo que afecta tanto al tamaño como a la longevidad del disco y, en consecuencia, a la masa y composición de los planetas que surgen. Las condiciones de temperatura, turbulencia y química en el entorno determinan si se forman planetas rocosos cerca de la estrella o gigantes gaseosos a mayores distancias.
La rápida evolución del gas y el polvo
Mediante campañas de observación detalladas, como el programa AGE-PRO, se han analizado decenas de discos protoplanetarios en diferentes etapas. Las mediciones muestran que la masa de gas en los discos disminuye muy rápido en sus primeros millones de años, mientras que la masa de polvo disminuye de forma más constante. Esto implica que la formación de planetas gigantes debe ocurrir en un corto período, cuando el gas está en abundancia, mientras que los planetas rocosos pueden formarse de manera más lenta, gracias a la persistencia del polvo y otros materiales sólidos.
El análisis de moléculas como N2H+ y el monóxido de carbono, así como el seguimiento de vientos de disco que expulsan gas, está ayudando a entender cómo evolucionan los diferentes componentes y cómo impactan en la química y estructura final de los planetas. Además, algunas observaciones sugieren que ciertos sistemas logran retener gas por más tiempo del previsto, lo que podría explicar la variedad en atmósferas en exoplanetas jóvenes.
Mecanismos novedosos y desafíos a los modelos tradicionales
El Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ha aportado una visión innovadora sobre la formación de planetas rocosos. Recientemente, se ha observado cómo los vientos estelares pueden extraer granos de polvo de las regiones internas del disco y transportarlos a zonas más externas. Este proceso permite a los granos crecer y fusionarse en guijarros más grandes, superando una barrera que antes parecía insalvable para la formación planetaria. Estas conclusiones enriquecen nuestro conocimiento y sugieren múltiples rutas y condiciones para la creación de planetas, dependiendo de la dinámica interna del sistema y su entorno en la galaxia.
Los datos actuales muestran la gran diversidad de escenarios en los que pueden surgir nuevos mundos. Aunque todavía quedan muchas incógnitas respecto a los tiempos, la química y las interacciones en los discos, la comunidad científica coincide en que el avance en la comprensión de la formación planetaria dependerá de combinar observaciones precisas, modelos cada vez más detallados y el análisis conjunto de atmósferas, discos y procesos dinámicos en sistemas estelares jóvenes.